2004 Fiscal Year Annual Research Report
サンドイッチ型宇宙太陽発電衛星の実証モデルによる開発研究
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14350512
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
賀谷 信幸 神戸大学, 工学部, 教授 (30093503)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩下 真士 神戸大学, 工学部, 助手 (60346236)
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| Keywords | 宇宙太陽発電衛星 / サンドイッチ型発送電モジュール / 逆F級増幅器 / レクテナ / インフレータブル構造 / F級増幅器 / マイクロ波無線送電 / 太陽光発電 |
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| Research Abstract |
平成16年度は本研究の最終年度にあたり、平成14年度に製作しWorld Space Congressで展示したサンドイッチ型宇宙太陽発電衛星の総合システム・モデルの完成をめざすとともに、3年間の研究成果をまとめた。
本モデル開発は、発電から受電までの総合効率を実用レベルまでに向上させ、宇宙太陽発電衛星の実現性の実証を目指すものである。本年度の開発テーマとして効率向上のキーである最終段の増幅器および受電アンテナ素子であるレクテナの改良と、送電アンテナにおける電力分布の改良により、送電から受電への送電効率の向上を目指した。
マイクロ波増幅器の効率向上には今までF級増幅を開発したが、今回は逆F級増幅を試みた。逆F級はF級と電圧電流波形を逆転したもので、高出力の場合の効率が高いとされている。二次および三次高調波に対するフィルターを改良して、常にF級より高い効率を示すことができた。
レクテナに関しては、平衡線路型から同軸線路型に改良することにより、レクテナからの再放射を抑えることが可能となり、効率の向上とともに不要波の放射を極力抑えることができた。
送電アンテナの電力分布はガウス分布が最適とされているが、アンテナ中心部の電力集中で発熱量が偏り、排熱処理が大きな課題であった。そこでサブアレイでの電力分布をガウス分布とし、アンテナ全体は一様分布とする新たな分布を提案した。電力密度は均一となり排熱問題は解決し、ビームも第1、2グレーティングローブは出現したが、送電効率を維持することができた。
以上に示すように、逆F級による送電用増幅器の効率向上、同軸線路型によるレクテナの効率向上と不要波の抑制、送電アンテナの電力分布の改良による排熱問題の解決、また昨年までのレトロディレクティブアンテナの開発による高精度のマイクロ波ビーム制御により、宇宙太陽発電衛星実現のための技術的課題は解決されたものと考える。
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